题目内容

1.如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A,已知壳内的场强处处为零,壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样,一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出,下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是(  )
A.B.
C.D.

分析 在球壳内,场强处处为零,试探电荷不受电场力.壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样,离O越远,场强越小.试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系根据动能定理分析.

解答 解:在球壳内,场强处处为零,试探电荷不受电场力,做匀速直线运动,其动能不变;
在球壳外,取一段极短距离内,认为库仑力不变,设为F,根据动能定理得:
△Ek=F△r
则得:F=$\frac{△{E}_{k}}{△r}$
根据数学知识得知:$\frac{△{E}_{k}}{△r}$等于Ek-r图象上切线的斜率,由库仑定律知r增大,F减小,图象切线的斜率减小,故C正确,ABD错误.
故选:C.

点评 本题的关键是运用微元法,根据动能定理列式,分析图象的斜率的意义,即可解答.

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